Αυτός είναι ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (LHC). Η περίμετρός του είναι 27 χιλιόμετρα. Είναι το μεγαλύτερο επιστημονικό πείραμα που επιχειρήθηκε ποτέ. Πάνω από 10.000 φυσικοί και μηχανικοί από 85 χώρες του κόσμου, συγκεντρώθηκαν εδώ και κάμποσες δεκαετίες ώστε να κατασκευάσουν αυτή τη μηχανή. Αυτό που κάνουμε είναι να επιταχύνουμε πρωτόνια, πυρήνες υδρογόνου γύρω στο 99,999999 της εκατό της ταχύτητας του φωτός. Σε αυτή την ταχύτητα γυρίζουν μέσα σε αυτά τα 27 χιλιόμετρα 11.000 φορές το δευτερόλεπτο. Και τα φέρνουμε σε σύγκρουση με άλλες δέσμες πρωτονίων που κινούνται προς την αντίθετη κατεύθυνση. Τα φέρνουμε σε σύγκρουση, μέσα σε θεόρατους ανιχνευτές.
This is the Large Hadron Collider. It's 27 kilometers in circumference. It's the biggest scientific experiment ever attempted. Over 10,000 physicists and engineers from 85 countries around the world have come together over several decades to build this machine. What we do is we accelerate protons -- so, hydrogen nuclei -- around 99.999999 percent the speed of light. Right? At that speed, they go around that 27 kilometers 11,000 times a second. And we collide them with another beam of protons going in the opposite direction. We collide them inside giant detectors.
Είναι στην ουσία ψηφιακές μηχανές. Και αυτός είναι ο ΑΤΛΑΣ στον οποίο εργάζομαι. Αντιλαμβάνεστε το μέγεθος αφού βλέπετε αυτούς τους μέσου ύψους Ευρωπαίους, κάτω από αυτόν.
They're essentially digital cameras. And this is the one that I work on, ATLAS. You get some sense of the size -- you can just see these EU standard-size people underneath.
(Γέλια)
(Laughter)
Αντιλαμβάνεστε το μέγεθος: 44 μέτρα εύρος, 22 μέτρα διάμετρος, 7.000 τόνοι. Και αναδημιουργούμε τις συνθήκες που ήταν παρούσες λιγότερο από ένα δισεκατομμυριοστό του δευτερολέπτου μετά τη δημιουργία του σύμπαντος γύρω στις 600 εκατομμύρια φορές το δευτερόλεπτο μέσα σε αυτόν τον ανιχνευτή. Τεράστιοι αριθμοί! Αν βλέπετε αυτά τα μεταλλικά κομμάτια εδώ είναι θεόρατοι μαγνήτες που καμπυλώνουν ηλεκτρικά φορτισμένα σωματίδια, ώστε να μετρηθεί πόσο γρήγορα ταξιδεύουν. Αυτή είναι μια φωτογραφία πριν ένα χρόνο περίπου. Αυτοί οι μαγνήτες βρίσκονται εκεί μέσα. Και ξανά ένας μέσου ύψους Ευρωπαίος ώστε να έχετε μια αίσθηση της κλίμακας. Εκεί μέσα θα δημιουργηθούν αυτές οι μίνι Μεγάλες Εκρήξεις, κάποια στιγμή μέσα στο καλοκαίρι.
You get some sense of the size: 44 meters wide, 22 meters in diameter, 7,000 tons. And we re-create the conditions that were present less than a billionth of a second after the universe began up to 600 million times a second inside that detector -- immense numbers. And if you see those metal bits there -- those are huge magnets that bend electrically charged particles, so it can measure how fast they're traveling. This is a picture about a year ago. Those magnets are in there. And, again, a EU standard-size, real person, so you get some sense of the scale. And it's in there that those mini-Big Bangs will be created, sometime in the summer this year.
Μάλιστα σήμερα το πρωί έλαβα ένα email που έγραφε πως τελειώσαμε, σήμερα, την κατασκευή του τελευταίου κομματιού του ΑΤΛΑΣ. Έτσι από σήμερα είναι έτοιμος. Πολύ θα ήθελα να πω πως το είχα προσχεδιάσει αυτό, για τη διάλεξη του TED, αλλά δεν είναι αλήθεια. Έτσι, ολοκληρώθηκε σήμερα.
And actually, this morning, I got an email saying that we've just finished, today, building the last piece of ATLAS. So as of today, it's finished. I'd like to say that I planned that for TED, but I didn't. So it's been completed as of today.
(Χειροκρότημα)
(Applause)
Ναι, είναι ένα σπουδαίο επίτευγμα. Μπορεί να αναρωτιέστε "γιατί;" "Γιατί να δημιουργήσουμε τις συνθήκες που ίσχυαν λιγότερο από ένα δισεκατομμυριοστό του δευτερολέπτου μετά τη δημιουργία του σύμπαντος;" Λοιπόν, οι Σωματιδιακοί Φυσικοί είναι φιλόδοξοι. Και ο στόχος της Σωματιδιακής φυσικής είναι να κατανοήσει από τι είναι φτιαγμένα τα πάντα και πώς συνδέονται. Και με "τα πάντα" εννοώ φυσικά, εμένα και εσάς, τη Γη, τον Ήλιο, τους εκατό δισεκατομμύρια ήλιους στο γαλαξία μας και τους εκατό δισεκατομμύρια γαλαξίες στο ορατό σε μας, σύμπαν. Τα πάντα στην κυριολεξία.
Yeah, it's a wonderful achievement. So, you might be asking, "Why? Why create the conditions that were present less than a billionth of a second after the universe began?" Well, particle physicists are nothing if not ambitious. And the aim of particle physics is to understand what everything's made of, and how everything sticks together. And by everything I mean, of course, me and you, the Earth, the Sun, the 100 billion suns in our galaxy and the 100 billion galaxies in the observable universe. Absolutely everything.
Τώρα μπορεί να πείτε: "Εντάξει, αλλά γιατί απλά δεν τα παρατηρούμε;" "Ξέρεις; Αν θέλεις να μάθεις από τι είμαι φτιαγμένος, παρατήρησέ με". Λοιπόν ανακαλύψαμε, πως καθώς παρατηρεί κανείς πίσω στο χρόνο, το σύμπαν γίνεται όλο και θερμότερο, όλο και πυκνότερο, όλο και πιο απλό. Δεν υπάρχει πραγματικός λόγος που να γνωρίζω γι΄αυτό, αλλά έτσι μοιάζει να έχει η κατάσταση. Έτσι, πίσω στη γέννεση του σύμπαντος, πιστεύουμε πως ήταν πολύ απλό και κατανοητό. Όλη αυτή η πολυπλοκότητα, μέχρι όλα αυτά τα θαυμαστά πράγματα -το ανθρώπινο μυαλό- είναι ιδιότητα ενός παλαιού και κρύου και πολύπλοκου σύμπαντος. Αλλά, στην αρχή, στο πρώτο δισεκατομμυριστό του δευτερολέπτου, πιστεύουμε, ή έχουμε παρατηρήσει, ότι ήταν πολύ απλό.
Now you might say, "Well, OK, but why not just look at it? You know? If you want to know what I'm made of, let's look at me." Well, we found that as you look back in time, the universe gets hotter and hotter, denser and denser, and simpler and simpler. Now, there's no real reason I'm aware of for that, but that seems to be the case. So, way back in the early times of the universe, we believe it was very simple and understandable. All this complexity, all the way to these wonderful things -- human brains -- are a property of an old and cold and complicated universe. Back at the start, in the first billionth of a second, we believe, or we've observed, it was very simple.
Είναι σχεδόν σαν... Φανταστείτε μια νιφάδα μέσα στο χέρι σας, την κοιτάτε και είναι απίστευτα περίπλοκη ...πανέμορφη. Αλλά καθώς τη ζεσταίνετε, θα λιώσει σχηματίζοντας μια λιμνούλα νερού και θα μπορέσετε να δείτε ότι στην πραγματικότητα ήταν φτιαγμένη από H2O, νερό. Με τον ίδιο τρόπο κοιτάζουμε πίσω στο χρόνο, ώστε να καταλάβουμε από τι είναι φτιαγμένο το σύμπαν. Μέχρι σήμερα ξέρουμε, ότι είναι φτιαγμένο από αυτά εδώ: Μόνο δώδεκα σωματίδια ύλης, ενωμένα από τέσσερις δυνάμεις της φύσης. Τα κουάρκς, αυτά εδώ τα ροζ πραγματάκια, σχηματίζουν πρωτόνια και νετρόνια τα οποία συνθέτουν τους ατομικούς πυρήνες μέσα στο σώμα σας. Το ηλεκτρόνιο -αυτό που περιστρέφεται γύρω από τον ατομικό πυρήνα διατηρείται σε τροχιά, από την ηλεκτρομαγνητική δύναμη που μεταφέρεται από αυτό, το φωτόνιο. Τα κουάρκς, είναι ενωμένα μεταξύ τους με άλλα σωματίδια που ονομάζονται γλουόνια (gluons).
It's almost like ... imagine a snowflake in your hand, and you look at it, and it's an incredibly complicated, beautiful object. But as you heat it up, it'll melt into a pool of water, and you would be able to see that, actually, it was just made of H20, water. So it's in that same sense that we look back in time to understand what the universe is made of. And, as of today, it's made of these things. Just 12 particles of matter, stuck together by four forces of nature. The quarks, these pink things, are the things that make up protons and neutrons that make up the atomic nuclei in your body. The electron -- the thing that goes around the atomic nucleus -- held around in orbit, by the way, by the electromagnetic force that's carried by this thing, the photon. The quarks are stuck together by other things called gluons.
και αυτοί εδώ οι τύποι, είναι η ασθενής πυρηνική δύναμη. Πιθανότατα σας είναι η λιγότερο οικεία, αλλά χωρίς αυτήν ο Ήλιος δε θα έλαμπε. Και όταν ο Ήλιος λάμπει, δημιουργούνται τεράστιες ποσότητες από αυτά εδώ που ονομάζονται νετρίνα και ρέουν προς τα έξω. Μάλιστα αν κοιτάξετε τον αντίχειρά σας, σε ένα τετραγωνικό εκατοστό, υπάρχουν περίπου 60 δισεκατομμύρια νετρίνα το δευτερόλεπτο που έρχονται από τον ήλιο και περνούν μέσα από κάθε τετραγωνικό εκατοστό του σώματός σας. Όμως δεν τα νιώθετε, επειδή η ασθενής δύναμη έχει σωστά ονομαστεί έτσι. Πολύ μικρής ακτίνας δράσης και ιδιαίτερα ασθενή έτσι ώστε να σας διαπερνούν.
And these guys, here, they're the weak nuclear force, probably the least familiar. But, without it, the sun wouldn't shine. And when the sun shines, you get copious quantities of these things, called neutrinos, pouring out. Actually, if you just look at your thumbnail -- about a square centimeter -- there are something like 60 billion neutrinos per second from the sun, passing through every square centimeter of your body. But you don't feel them, because the weak force is correctly named -- very short range and very weak, so they just fly through you.
Αυτά τα σωματίδια, ανακαλύφθηκαν λίγο-πολύ τον προηγούμενο αιώνα. Το πρώτο, το ηλεκτρόνιο, ανακαλύφθηκε το 1897, και το τελευταίο, αυτό που ονομάζεται νετρίνο Ταυ (tau neutrino), το έτος 2000. Είναι σαν... ήμουν έτοιμος να πω, σαν να πεταχτήκαμε εδώ δίπλα στο Σικάγο. Ξέρω πως είναι μεγάλη χώρα η Αμερική, δεν είναι; Σαν να πήγαμε εδώ δίπλα... Σε σχέση με το σύμπαν δε φτάσαμε μακριά.
And these particles have been discovered over the last century, pretty much. The first one, the electron, was discovered in 1897, and the last one, this thing called the tau neutrino, in the year 2000. Actually just -- I was going to say, just up the road in Chicago. I know it's a big country, America, isn't it? Just up the road. Relative to the universe, it's just up the road.
(Γέλια)
(Laughter)
Το νετρίνο Ταυ λοιπόν, ανακαλύφθηκε το έτος 2000, έτσι η εικόνα που έχουμε είναι σχετικά πρόσφατη. Ένα από αυτά που θεωρώ θαυμαστά είναι το γεγονός και μόνο ότι τα ανακαλύψαμε αν αναλογιστεί κανείς πόσο μικροσκοπικά είναι. Είναι μια τάξη μεγέθους μικρότερα από οτιδήποτε στο ορατό σε μας σύμπαν. έτσι 100 δισεκατομμύρια γαλαξίες, 13,7 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά από εκεί μέχρι το Μόντερεϋ, είναι μια τάξη μεγέθους και η ίδια τάξη μεγέθους είναι περίπου από το Μόντερεϋ, μέχρι αυτά τα σωματίδια. Τόσο μικροσκοπικά κι όμως έχουμε ανακαλύψει σχεδόν όλη την ομάδα.
So, this thing was discovered in the year 2000, so it's a relatively recent picture. One of the wonderful things, actually, I find, is that we've discovered any of them, when you realize how tiny they are. You know, they're a step in size from the entire observable universe. So, 100 billion galaxies, 13.7 billion light years away -- a step in size from that to Monterey, actually, is about the same as from Monterey to these things. Absolutely, exquisitely minute, and yet we've discovered pretty much the full set.
Έτσι, ένας από τους πλέον επιφανείς προκατόχους μου στο Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ: ο Έρνεστ Ράδερφορντ, αυτός που ανακάλυψε τον ατομικό πυρήνα, είπε κάποτε: "Όλες οι επιστήμες, είτε ανήκουν στη φυσική, είτε θυμίζουν συλλογή γραμματοσήμων". Δεν πιστεύω πως ήθελε να προσβάλλει τις υπόλοιπες επιστήμες, αν και ήταν από τη Νέα Ζηλανδία, άρα είναι πιθανό.
So, one of my most illustrious forebears at Manchester University, Ernest Rutherford, discoverer of the atomic nucleus, once said, "All science is either physics or stamp collecting." Now, I don't think he meant to insult the rest of science, although he was from New Zealand, so it's possible.
(Γέλια)
(Laughter)
Αυτό που ήθελε να πει, ήταν πως στην ουσία αυτό που κάναμε ήταν σαν να συλλέγαμε γραμματόσημα. Εντάξει, ανακαλύψαμε τα σωματίδια, αλλά εάν δεν κατανοήσεις τη θεμελιώδη αιτία αυτού του μοτίβου -γιατί είναι δομημένο έτσι όπως είναι- στ' αλήθεια, δεν είναι παρά συλλογή γραμματοσήμων. Δεν κάνεις επιστήμη. Ευτυχώς έχουμε πιθανότατα ένα από τα μεγαλύτερα επιστημονικά επιτεύγματα του 20ου αιώνα που ενισχύει αυτό το μοτίβο. Είναι, αν θέλετε, οι νόμοι του Νεύτωνα της Σωματιδιακής φυσικής. Ονομάζεται Καθιερωμένο Μοντέλο. Πανέμορφη, απλή, μαθηματική εξίσωση. Μπορείς να την κολλήσεις στην μπροστινή όψη μιας μπλούζας, αφού είναι πάντοτε το σήμα κατατεθέν της κομψότητας. Είναι αυτή εδώ.
But what he meant was that what we've done, really, is stamp collect there. OK, we've discovered the particles, but unless you understand the underlying reason for that pattern -- you know, why it's built the way it is -- really you've done stamp collecting. You haven't done science. Fortunately, we have probably one of the greatest scientific achievements of the twentieth century that underpins that pattern. It's the Newton's laws, if you want, of particle physics. It's called the standard model -- beautifully simple mathematical equation. You could stick it on the front of a T-shirt, which is always the sign of elegance. This is it.
(Γέλια)
(Laughter)
Υπήρξα λίγο παραπλανητικός, αφού την επέκτεινα σε κάθε τρομακτική της λεπτομέρεια. Αυτή η εξίσωση παρ' όλ' αυτά, μας επιτρέπει να υπολογίσουμε οτιδήποτε -εκτός της βαρύτητας- το οποίο συμβαίνει στο σύμπαν. Αν θέλετε να μάθετε γιατί ο ουρανός είναι γαλανός, γιατί οι ατομικοί πυρήνες ενώνονται μεταξύ τους -θεωρητικά, χρειάζεται ένας αρκετά μεγάλος υπολογιστής- -γιατί το DNA έχει το σχήμα που έχει, θεωρητικά, θα μπορούσατε να τα υπολογίσετε με αυτή την εξίσωση.
I've been a little disingenuous, because I've expanded it out in all its gory detail. This equation, though, allows you to calculate everything -- other than gravity -- that happens in the universe. So, you want to know why the sky is blue, why atomic nuclei stick together -- in principle, you've got a big enough computer -- why DNA is the shape it is. In principle, you should be able to calculate it from that equation.
Όμως υπάρχει ένα πρόβλημα. Μπορεί κανείς να το εντοπίσει; Μια σαμπάνια για όποιον μου πει. Θα το κάνω λίγο πιο απλό, μεγενθύνοντας μια από τις γραμμές. Κατά βάση, καθένας από αυτούς τους όρους, αναφέρεται σε κάποια από τα σωματίδια. Έτσι αυτά τα W αναφέρονται στα σωματίδια W και στο πως αυτά ενώνονται μεταξύ τους. Το ίδιο και με τα Ζ τους φορείς της ασθενούς δύναμης. Αλλά υπάρχει ένα επιπλέον σύμβολο σε αυτήν την εξίσωση. Το H. Σωστά το Η. Το Η αντιπροσωπεύει το σωματίδιο του Χιγκς (Higgs). Τα σωματίδια Χιγκς δεν έχουν ανακαλυφθεί. Αλλά είναι αναγκαία. Αναγκαία ώστε να λειτουργήσει αυτή η μαθηματική εξίσωση. Έτσι όλοι οι εξαιρετικά λεπτομερείς υπολογισμοί που μπορούμε να κάνουμε με αυτήν την υπέροχη εξίσωση, δεν θα ήταν δυνατοί, χωρίς ένα επιπλέον στοιχείο. Είναι μια πρόβλεψη, μια πρόβλεψη για ένα νέο σωματίδιο.
But there's a problem. Can anyone see what it is? A bottle of champagne for anyone that tells me. I'll make it easier, actually, by blowing one of the lines up. Basically, each of these terms refers to some of the particles. So those Ws there refer to the Ws, and how they stick together. These carriers of the weak force, the Zs, the same. But there's an extra symbol in this equation: H. Right, H. H stands for Higgs particle. Higgs particles have not been discovered. But they're necessary: they're necessary to make that mathematics work. So all the exquisitely detailed calculations we can do with that wonderful equation wouldn't be possible without an extra bit. So it's a prediction: a prediction of a new particle.
Και τι κάνει; Ε, λοιπόν είχαμε καιρό να δημιουργήσουμε καλές αναλογίες. Τη δεκαετία του '80 όταν θέλαμε τα χρήματα, για τον LHC από την Βρετανική Κυβέρνηση, η Μάργκαρέτ Θάτσερ, τότε, είπε: "Αν μπορείτε να εξηγήσετε σε γλώσσα που να καταλαβαίνει ένας πολιτικός τι στο καλό είναι αυτό που κάνετε, μπορείτε να έχετε τα χρήματα. Θέλω να ξέρω, τι κάνει το σωματίδιο του Χιγκς". Έτσι ανακαλύψαμε αυτή την αναλογία, η οποία φαίνεται να λειτουργεί. Αυτό που κάνει το Χιγκς είναι να δίνει μάζα στα θεμελιώδη σωματίδια. Αυτό που βλέπουμε είναι ότι ολόκληρο το σύμπαν -και αυτό δε σημαίνει μόνο στο διάστημα αλλά και μέσα στον καθένα σας- ολόκληρο το σύμπαν είναι γεμάτο από αυτό που ονομάζεται πεδίο Χιγκς . Σωματίδια Χιγκς, αν προτιμάτε.
What does it do? Well, we had a long time to come up with good analogies. And back in the 1980s, when we wanted the money for the LHC from the U.K. government, Margaret Thatcher, at the time, said, "If you guys can explain, in language a politician can understand, what the hell it is that you're doing, you can have the money. I want to know what this Higgs particle does." And we came up with this analogy, and it seemed to work. Well, what the Higgs does is, it gives mass to the fundamental particles. And the picture is that the whole universe -- and that doesn't mean just space, it means me as well, and inside you -- the whole universe is full of something called a Higgs field. Higgs particles, if you will.
Η αναλογία των σωματιδίων Χιγκς, είναι όπως αυτοί οι άνθρωποι στο δωμάτιο. Τώρα, καθώς ένα σωματίδιο κινείται μέσα στο σύμπαν, μπορεί να αλληλεπιδρά με αυτά τα σωματίδια Χιγκς. Φανταστείτε κάποιους που δεν είναι δημοφιλείς να κινούνται μέσα στο δωμάτιο. Όλοι τους αγνοούν. Μπορούν να περνούν μέσα από το δωμάτιο πολύ γρήγορα, στην ουσία με την ταχύτητα του φωτός. Δεν έχουν μάζα. Φανταστείτε τώρα, κάποιον ιδιαίτερα σημαντικό, δημοφιλή και έξυπνο να μπαίνει στο δωμάτιο αυτό. Περιστοιχίζεται από ανθρώπους και το πέρασμά του εμποδίζεται. Είναι σχεδόν σαν να αποκτάει βάρος. Γίνεται "ογκώδης". Και αυτός ακριβώς είναι ο τρόπος που λειτουργεί ο μηχανισμός των Χιγκς. Η θεωρία είναι ότι τα ηλεκτρόνια και τα κουάρκς, στο σώμα σας και στο σύμπαν που βλέπουμε γύρω μας, είναι βαριά κατά μια έννοια και έχουν μάζα, επειδή περιστοιχίζονται από σωματίδια Χιγκς. Αλληλεπιδρούν με το πεδίο Χιγκς.
The analogy is that these people in a room are the Higgs particles. Now when a particle moves through the universe, it can interact with these Higgs particles. But imagine someone who's not very popular moves through the room. Then everyone ignores them. They can just pass through the room very quickly, essentially at the speed of light. They're massless. And imagine someone incredibly important and popular and intelligent walks into the room. They're surrounded by people, and their passage through the room is impeded. It's almost like they get heavy. They get massive. And that's exactly the way the Higgs mechanism works. The picture is that the electrons and the quarks in your body and in the universe that we see around us are heavy, in a sense, and massive, because they're surrounded by Higgs particles. They're interacting with the Higgs field.
Εάν αυτή η θεωρία, είναι αληθινή, τότε πρέπει να βρούμε αυτά τα σωματίδια στον LHC. Αν δεν αληθεύει - επειδή είναι αρκετά περίπλοκος μηχανισμός, αν και είναι ο απλούστερος που καταφέραμε να σκεφτούμε, τότε, οτιδήποτε κάνει τη δουλειά των Χιγκς σωματιδίων, ξέρουμε πως θα πρέπει να εμφανιστεί στον LHC. Αυτός είναι ένας από τους πρωταρχικούς λόγους που κατασκευάσαμε αυτό το θεόρατο μηχάνημα. Χαίρομαι που αναγνωρίζετε τη Μάργκαρετ Θάτσερ. Σκεφτόμουν να το κάνω σχετικότερο με πολιτιστικά δρώμενα, αλλά... (Γέλια) ...τέλος πάντων. Αυτός είναι ένας από τους λόγους. Είναι στην ουσία μια εγγύηση για το τι θα βρει ο LHC.
If that picture's true, then we have to discover those Higgs particles at the LHC. If it's not true -- because it's quite a convoluted mechanism, although it's the simplest we've been able to think of -- then whatever does the job of the Higgs particles we know have to turn up at the LHC. So, that's one of the prime reasons we built this giant machine. I'm glad you recognize Margaret Thatcher. Actually, I thought about making it more culturally relevant, but -- (Laughter) anyway. So that's one thing. That's essentially a guarantee of what the LHC will find.
Υπάρχουν πολλά άλλα πράγματα. Θα έχετε ακούσει πολλά από τα μεγάλα προβλήματα της Σωματιδιακής Φυσικής. Ένα από αυτά, είναι η σκοτεινή ύλη, η σκοτεινή ενέργεια. Άλλο ένα θέμα, είναι οι δυνάμεις της φύσης -είναι πανέμορφο στην πραγματικότητα- μοιάζουν καθώς πηγαίνουμε πίσω στο χρόνο, να διαφέρουν σε ισχύ. Πράγματι διαφέρουν. Έτσι η ηλεκτρομαγνητική δύναμη, η δύναμη που μας κρατά ενωμένους, ισχυροποιείται καθώς ανεβαίνουμε σε υψηλότερες θερμοκρασίες. Η ισχυρή δύναμη, η ισχυρή πυρηνική δύναμη, που ενώνει τους πυρήνες γίνεται ασθενέστερη. Και αυτό που βλέπετε στο Καθιερωμένο Μοντέλο είναι πως μπορείτε να υπολογίσετε πώς αυτές αλλάζουν, είναι οι δυνάμεις, οι τρεις δυνάμεις, πέραν της βαρύτητας, που μοιάζουν σχεδόν να ενώνονται σε κάποιο σημείο. Είναι σαν να υπήρχε μια πανέμορφη υπερ-δύναμη, πίσω στην αρχή του χρόνου. Όμως κάτι λείπει.
There are many other things. You've heard many of the big problems in particle physics. One of them you heard about: dark matter, dark energy. There's another issue, which is that the forces in nature -- it's quite beautiful, actually -- seem, as you go back in time, they seem to change in strength. Well, they do change in strength. So, the electromagnetic force, the force that holds us together, gets stronger as you go to higher temperatures. The strong force, the strong nuclear force, which sticks nuclei together, gets weaker. And what you see is the standard model -- you can calculate how these change -- is the forces, the three forces, other than gravity, almost seem to come together at one point. It's almost as if there was one beautiful kind of super-force, back at the beginning of time. But they just miss.
Τώρα, υπάρχει μια θεωρία που ονομάζεται Υπερσυμμετρία η οποία διπλασιάζει τα σωματίδια του Καθιερωμένου Μοντέλου. Αυτό με μια πρώτη ματιά δε μοιάζει με απλοποίηση. Αλλά στην πραγματικότητα με αυτή τη θεωρία, βρίσκουμε ότι οι δυνάμεις της φύσης, δείχνουν να ενωποιούνται, την εποχή της Μεγάλης Έκρηξης. Απόλυτα υπέροχη προφητεία. Το μοντέλο δε φτιάχτηκε για να κάνει αυτό, αλλά μοιάζει να το κάνει. Επίσης, όλα αυτά τα υπερσυμμετρικά σωματίδια θέτουν ισχυρή υποψηφιότητα για τη Σκοτεινή Ύλη. Έτσι είναι μια πολύ συγκλονιστική θεωρία, η οποία αποτελεί την κυρίαρχη τάση της Φυσικής. Αν μπορούσα, θα στοιχημάτιζα τα χρήματά μου, με έναν πολύ αντιεπιστημονικό τρόπο, ότι και αυτά θα προκύψουν στον LHC. Πολλά άλλα μπορεί να ανακαλυφθούν στο LHC.
Now there's a theory called super-symmetry, which doubles the number of particles in the standard model, which, at first sight, doesn't sound like a simplification. But actually, with this theory, we find that the forces of nature do seem to unify together, back at the Big Bang -- absolutely beautiful prophecy. The model wasn't built to do that, but it seems to do it. Also, those super-symmetric particles are very strong candidates for the dark matter. So a very compelling theory that's really mainstream physics. And if I was to put money on it, I would put money on -- in a very unscientific way -- that that these things would also crop up at the LHC. Many other things that the LHC could discover.
Αλλά τα τελευταία λεπτά της ομιλίας μου, θέλω να σας παρουσιάσω μια άλλη οπτική του τι πιστεύω ότι σημαίνει Σωματιδιακή φυσική για μένα -Σωματιδιακή φυσική και Κοσμολογία. Και αυτό πιστεύω είναι που μας έδωσε μια όμορφη αφήγηση. - Σχεδόν μια ιστορία δημιουργίας αν θέλετε, για το σύμπαν, από τη μοντέρνα επιστήμη των τελευταίων δεκαετιών. Και θα έλεγα ότι αξίζει, στο πνεύμα των λόγων του Γουέιντ Ντέιβις, να μπει ανάμεσα στις όμορφες ιστορίες της δημιουργίας των ανθρώπων των Άνδεων και του παγωμένου Βορρά. Είναι μια ιστορία δημιουργίας, νομίζω, εξ' ίσου όμορφη.
But in the last few minutes, I just want to give you a different perspective of what I think -- what particle physics really means to me -- particle physics and cosmology. And that's that I think it's given us a wonderful narrative -- almost a creation story, if you'd like -- about the universe, from modern science over the last few decades. And I'd say that it deserves, in the spirit of Wade Davis' talk, to be at least put up there with these wonderful creation stories of the peoples of the high Andes and the frozen north. This is a creation story, I think, equally as wonderful.
Η ιστορία έχει ως εξής: Ξέρουμε ότι το σύμπαν γεννήθηκε 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια πριν, σε μια εξαιρετικά θερμή και πυκνή κατάσταση, πολύ μικρότερη από ένα μόνο άτομο. Ξεκίνησε να διευρύνεται περίπου ένα εκατομμύριο δισεκατομμύρια δισεκατομμύρια δισεκατομμύρια δισεκατομμυριοστά του δευτερολέπτου -νομίζω το είπα σωστά- μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Η βαρύτητα διαχωρίστηκε από τις άλλες δυνάμεις. Το σύμπαν υπέστη μια εκθετική διαστολή που ονομάζεται πληθωρισμός (inflation). Μέσα στο πρώτο δισεκατομμυριοστό του δευτερολέπτου περίπου, το πεδίο Χιγκς μπήκε στο παιχνίδι και τα κουάρκς και τα γλουόνια και τα ηλεκτρόνια τα οποία μας απαρτίζουν και απέκτησαν μάζα. Το σύμπαν συνέχισε να διαστέλλεται και να ψύχεται. Έπειτα από μερικά λεπτά, υπήρχε υδρογόνο και ήλιο στο σύμπαν. Αυτό είναι όλο. Το σύμπαν απαρτιζόταν από 75% υδρογόνο και 25% από ήλιο. Έτσι είναι και σήμερα.
The story goes like this: we know that the universe began 13.7 billion years ago, in an immensely hot, dense state, much smaller than a single atom. It began to expand about a million, billion, billion, billion billionth of a second -- I think I got that right -- after the Big Bang. Gravity separated away from the other forces. The universe then underwent an exponential expansion called inflation. In about the first billionth of a second or so, the Higgs field kicked in, and the quarks and the gluons and the electrons that make us up got mass. The universe continued to expand and cool. After about a few minutes, there was hydrogen and helium in the universe. That's all. The universe was about 75 percent hydrogen, 25 percent helium. It still is today.
Συνέχισε να διαστέλλεται για 300 εκατομμυρια χρόνια. Έπειτα το φως άρχισε να ταξιδεύει μέσα στο σύμπαν. Ήταν αρκετά μεγάλο ώστε να είναι διαπερατό στο φως και αυτό είναι που βλέπουμε στο κοσμικό μικροκυματικό φόντο το οποίο ο Τζωρτζ Σμουτ περιέγραψε σαν να κοιτάμε το πρόσωπο του Θεού. Μετά από περίπου 400 εκατομμύρια χρόνια, σχηματίστηκαν τα πρώτα αστέρια και αυτό το υδρογόνο, αυτό το ήλιο, άρχισαν να μετουσιώνονται σε βαρύτερα στοιχεία. Έτσι τα στοιχεία της ζωής, ο άνθρακας, το οξυγόνο και ο σίδηρος, όλα τα στοιχεία που χρειάζονται για να σχηματιστούμε, δημιουργήθηκαν μέσα σ' εκείνες τις πρώτες γενιές αστεριών που έπειτα έμειναν από καύσιμα και εξεράγησαν διασπείροντας εκείνα τα στοιχεία ξανά στο διάστημα. Έπειτα κατέρρευσαν σε μια άλλη γενιά αστεριών και πλανητών.
It continued to expand about 300 million years. Then light began to travel through the universe. It was big enough to be transparent to light, and that's what we see in the cosmic microwave background that George Smoot described as looking at the face of God. After about 400 million years, the first stars formed, and that hydrogen, that helium, then began to cook into the heavier elements. So the elements of life -- carbon, and oxygen and iron, all the elements that we need to make us up -- were cooked in those first generations of stars, which then ran out of fuel, exploded, threw those elements back into the universe. They then re-collapsed into another generation of stars and planets.
Και σε μερικούς από αυτούς τους πλανήτες, το οξυγόνο, που είχε δημιουργηθεί κατά την πρώτη γενιά αστεριών, μπορούσε να συγχωνευθεί με το υδρογόνο ώστε να σχηματιστεί νερό, νερό σε υγρή μορφή στην επιφάνεια. Σε τουλάχιστον έναν και ίσως στον μοναδικό από τους πλανήτες, αναπτύχθηκε πρωτόγονη ζωή και εξελίχθηκε μέσα σε εκατομμύρια χρόνια σε όντα που περπάτησαν ευθυτενή και άφησαν πατημασίες περίπου τρεισήμισι εκατομμύρια χρόνια πριν, στις λασπώδεις πεδιάδες της Τανζανίας ώσπου τελικά άφησαν τα ίχνη τους σε έναν άλλο κόσμο. Και κατασκεύασαν αυτόν τον πολιτισμό, αυτή την πανέμορφη εικόνα, που μετέτρεψε το σκοτάδι σε φως και έτσι μπορείτε να δείτε αυτόν τον πολιτισμό από το διάστημα. Όπως είπε ένας από τους μεγαλύτερους ήρωές μου, ο Καρλ Σάγκαν, αυτά είναι τα πράγματα -και όχι μόνον αυτά, ...κοιτούσα εδώ γύρω... "Αυτά είναι τα πράγματα, -όπως ο πύραυλος Σάτουρν V και ο Σπούτνικ,- -το DNA, η λογοτεχνία, η επιστήμη- "αυτά είναι τα πράγματα που δημιουργούν τα άτομα του υδρογόνου, όταν τους δοθούν 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια".
And on some of those planets, the oxygen, which had been created in that first generation of stars, could fuse with hydrogen to form water, liquid water on the surface. On at least one, and maybe only one of those planets, primitive life evolved, which evolved over millions of years into things that walked upright and left footprints about three and a half million years ago in the mud flats of Tanzania, and eventually left a footprint on another world. And built this civilization, this wonderful picture, that turned the darkness into light, and you can see the civilization from space. As one of my great heroes, Carl Sagan, said, these are the things -- and actually, not only these, but I was looking around -- these are the things, like Saturn V rockets, and Sputnik, and DNA, and literature and science -- these are the things that hydrogen atoms do when given 13.7 billion years.
Αναμφίβολα αξιοσημείωτο. Και οι νόμοι της φυσικής, προφανώς. Οι σωστοί νόμοι της φυσικής είναι πανέμορφα ισορροπημένοι. Αν η ασθενής δύναμη ήταν λίγο διαφορετική ο άνθρακας και το οξυγόνο δεν θα ήταν σταθερά μέσα στις καρδιές των αστεριών και τίποτα απ' όλ' αυτά δε θα υπήρχε στο σύμπαν. Πιστεύω πως αυτή είναι μια υπέροχη και σημαντική ιστορία. Πενήντα χρόνια πριν δε θα ήμουν σε θέση να σας τη διηγηθώ, διότι δεν τη γνωρίζαμε. Με κάνει πραγματικά να αισθάνομαι ότι αυτός ο πολιτισμός, ο οποίος όπως λέω, αν πιστεύετε την επιστημονική ιστορία της δημιουργίας, έχει προκύψει ξεκάθαρα σαν αποτέλεσμα των νόμων της φυσικής και μερικών ατόμων υδρογόνου. Εμένα τουλάχιστον αυτό, με κάνει να νιώθω, απίστευτα πολύτιμος.
Absolutely remarkable. And, the laws of physics. Right? So, the right laws of physics -- they're beautifully balanced. If the weak force had been a little bit different, then carbon and oxygen wouldn't be stable inside the hearts of stars, and there would be none of that in the universe. And I think that's a wonderful and significant story. 50 years ago, I couldn't have told that story, because we didn't know it. It makes me really feel that that civilization -- which, as I say, if you believe the scientific creation story, has emerged purely as a result of the laws of physics, and a few hydrogen atoms -- then I think, to me anyway, it makes me feel incredibly valuable.
Αυτός είναι λοιπόν ο LHC. Όταν λειτουργήσει μέσα στο καλοκαίρι είναι βέβαιο πως πρόκειται να γράψει το επόμενο κεφάλαιο του βιβλίου αυτού. Σίγουρα περιμένω με απέραντη έξαψη να λειτουργήσει. Ευχαριστώ.
So that's the LHC. The LHC is certainly, when it turns on in summer, going to write the next chapter of that book. And I'm certainly looking forward with immense excitement to it being turned on. Thanks.
(Χειροκρότημα)
(Applause)